ในปฏิบัติการค้นหาและกู้ภัยถ้ำหลวง สมาน กุนัน รับภารกิจเมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม พ.ศ. 2561 ให้ลำเลียงขวดอากาศจากโถงสามไปวางตามจุดต่าง ๆ ณ บริเวณสามแยกในถ้ำ โดยเริ่มดำน้ำในถ้ำตั้งแต่เวลา 20:37 น. ของวันที่ 5 กรกฎาคม หลังเสร็จภารกิจได้ดำน้ำกลับแต่หมดสติในน้ำ ระหว่างนั้นคู่ดำน้ำที่ไปด้วยกันได้ปฐมพยาบาล (CPR) แต่เขาไม่ได้สติ จึงนำกลับมายังโถงสาม เพื่อปฐมพยาบาลอีกครั้ง ทว่าไม่ได้ผล สมาน กุนัน เสียชีวิต ณ เวลาประมาณ 01:00 น. ของวันที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2561[15] ซึ่งมีผู้คนยกย่องสมาน กุนัน เป็นจำนวนมาก และให้สมญานามเขาว่า "จ่าแซม วีรบุรุษถ้ำหลวง"[16]

วันที่ 6 กรกฎาคม พ.ศ. 2561 ดร.นิตินัย ศิริสมรรถการ กรรมการผู้อำนวยการใหญ่ บริษัท การท่าอากาศยานไทย จำกัด (มหาชน) ได้เดินทางไปที่โรงพยาบาลค่ายพญาเม็งรายมหาราช จังหวัดเชียงรายเพื่อรับศพ ต่อมา มีพิธีเคลื่อนย้ายศพจากท่าอากาศยานแม่ฟ้าหลวง เชียงราย ไปยังท่าอากาศยานนานาชาติอู่ตะเภา (ระยอง–พัทยา) เพื่อรับพระราชทานน้ำหลวงอาบศพ

ส่วนวันที่ 7 กรกฎาคม พ.ศ. 2561 มีพิธีรับศพมาที่ท่าอากาศยานร้อยเอ็ด โดยมีครอบครัวและญาติมารอรับศพพร้อมทหารทำความเคารพและประชาชนส่วนหนึ่งมารอรับศพ ก่อนเคลื่อนย้ายไปที่ วัดหนองคู อำเภอจตุรพักตรพิมาน จังหวัดร้อยเอ็ด[17]

วันที่ 14 กรกฎาคม พ.ศ. 2561 ได้มีพิธีพระราชทานเพลิงศพ นาวาตรี สมาน กุนัน ณ วัดหนองคู อำเภอจตุรพักตรพิมาน จังหวัดร้อยเอ็ด โดยพระบาทสมเด็จพระวชิรเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าโปรดกระหม่อมให้ พลเอก สุรยุทธ์ จุลานนท์ องคมนตรี เป็นประธานในพิธี[18]